JPS58128253A - 連鋳鋳片の介在物を減少させる溶湯撹拌方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は連続鋳造するにあたり、溶鋼とともにＩＮから
吐出する非金属介在物、スラグ、あるいは鋳型内ｖｃ＞
いてＩＮの吐出流や鋳造中の湯面の変動に伴って浴湯内
に捲き込まれた鋳型潤滑剤などを浴場内に止めることな
く、鋳片の清浄性を大巾に向上させるｍ鋼攪拌方法に係
るものである。

一般に連続鋳造時に２いては、浮上１分離できなかった
非金属介在物やスラグあるいはａＪ凰温潤滑剤どは情調
中に捲き込まれ、製造される成品の欠陥の要因となるこ
とがしばしば生ずる。

本発明は連続鋳造中に浸入した非金属介在物等の浮上分
離を促進させ、鋳片内の清浄性を向上させる電磁攪拌方
法を提供することを目的としている。

一般に連続鋳造における浴湯の電磁攪拌技術については
従来より多くの報告がなされている。例えば、連続鋳造
−片に関しては特開昭４７−３３０２７号公＠記載の方
法が知られその骨子とするところは「二次冷却帯・彎曲
部の上面側から電磁力を付与し、未凝固部を電磁攪拌し
介在物の偏析軽減を図る」ことを特徴としている。その
設置位置は、明細書の記載及び図面から非金属介在物が
凝固殻に捕捉され易い位置近傍であることが読み庫れる
。

さらに浴湯の攪拌方法に関しては、特開昭５０−１０３
４２５号公報および特開昭４９−１２５２２７号公報、
特開昭４９−１２５２２８号公報記載の方法などが知ら
れ、その骨子とするところは前者は連続鋳造鋳片の引抜
方向に直角な平面内で循環流のみを生ぜしめ、過熱した
溶鋼と適冷された溶鋼の混合を防止して等軸晶の良好な
成長を行わせる攪拌方法と、その装置」に関するもので
あり、後二者は「電磁攪拌装置のコイルの通電にあたり
、電流方向を一定時間で切り替えて、溶鋼攪拌に伴って
発生するホワイトバンドを抑制しつつ濃厚偏析を減少さ
せる電磁攪拌方法」に関するものである。

しかし乍ら、かかる電磁攪拌によって凝固しつつある連
続鋳造鋳片に捕捉される非金属介在物を衝突合体させ、
鋳片内で浮上分離を効果的に促進させて、成品の清浄性
を向上させるための具体的な条件とその手段については
未だ確立されていない。

本発明者らは、このような連続鋳造に２ける電磁攪拌に
ついて種々研究を行ったところ、特に電磁攪拌を行う適
正な位置と溶鋼に流動を与える攪〆 拌方法を組み合せることによって非金属介在物の極めて
少ない優れた鋳片が得られることを見い出した。この点
について従来は通例として連続鋳造に電磁攪拌を適用す
れば、攪拌方法の如何にかかわらず非金属介在物が減少
するとしてとらえられていた。

ところが、本発明者らの研究において、−片肉の介在物
の大きさと個数分布を詳細に調査すると、電磁攪拌位置
とその攪拌条件を成る条件に選択した場合には大巾な低
減効果が認められるが、異る他の条件の場合には、低減
効果が減少するばかりでなくむしろ劣悪になることさえ
あることを知見したのである。

理論的に云えば、電磁攪拌で付与されるｍ鋼流動によっ
て介在物同志の衝突合体が生じ、攪拌流の上向流で浮上
させ内部に浸入させないことが肝要であって、従来この
ようなことは正確に確認されていなかったし、また、そ
のような現象が起きる条件については全く示されていな
いのが実情であった。

本発明は以上述べたような従来法の問題点をことごとく
解決し、非金属介在物の極めて少ない優れた鋳片が得ら
れる電磁攪拌方法を提供するものであり、その特徴とす
るところは下記のと２りである。

（１）連鋳機内二次冷却帯に（１）式を満足する位置（
５） に電磁攪拌装置を設置し、未凝固溶鋼に鋳片の対面で対
向する回転攪拌流を与えながら攪拌の方向を継続的に切
り替える交番ｍ湯攪拌方法。

Ｌ＝に−Ｖｎ・十Ｃ・・・・・・・・・・・・・・（１
）ここでＬは溶鋼湯面からの距離ＣＦＦＩ）、Ｖは鋳造
速度（壓’＋）、ＫはＩＮからのガス吹込み等操業条件
によって変わり、Ｃは攪拌方法や攪拌能力によって変わ
る定数又ｎは定数である。

（２）′成１ｉａ攪拌装置は一定位置であってＩＮから
のがス吹込み着や鋳造速度を変えて（１）式を満足せし
める攪拌を行う前記第１項記載の方法。

以下その詳細を述べる。

第１図と第２図は、このことを具体的に示すために実際
の連続鋳造機で鋳造した鋳片内の非金属（６） 介在物の大きさと鋳片厚み方向の非金属介在物の分布状
況を詳細に調査した結果を図示したものである。電磁攪
拌装置により攪拌流を与える方法としては鋳片の引抜方
向に直角に設置して鋳片幅方向の流動を与える場合、（
１）後述する第１図（、）に示す回転攪拌、（２）後述
する第２図（ａ）に示す鋳片広面の対面に設置したコイ
ルに付与される励磁によって移動磁界が常に対面で同じ
方向に流れる攪拌方法（以下並進攪拌と称す）が良く知
られている。

第１図は、攪拌方法として（、）に実線と点線の矢印で
示す如き回転攪拌の列であり、第２図は同様に（、）に
実線と点線の矢印で示す如き並進攪拌法の例であって、
両者とも攪拌周期を変えた場合の例を図示した。

そこで、電磁攪拌を用いないで２５０Ｘ１９００ｓ＋鋳
片を鋳造速度１．１　ｍ／ｍｉｎで鋳造したところ第１
図（ｂ）及び第２図（ｂ）に示す点線（１）のような鋳
片厚方向の非命１．４介在物分布となり、またその非金
属介在物の大きさは第１図（Ｃ）の点線（１）のように
なり、第３図に示す鋳造速度（Ｗ／ｍｉｎ　）と非金属
介在吻最大東積立置ｄ　（ｓｒｓ　）の関係図とよく一
致する。

なお第３図の線（４）はＩＮからのガス吹込みを実施し
なかった例、線（Ｂ）はがス吹込みを実施した列である
。

一方、湯面から４．４ｍの位置に電磁攪拌装置を設置し
、夫々攪拌周期を変えて浴ｍ流動を与えたところ、非金
属介在物の鋳片厚方向分布は第１図但）実線２，３、第
２図（ｂ）実線２．３に示す如き結果を、また非金属介
在物の大きさ分布は第１図（ｃ）実線２，３、第２図（
ｃ）実線２．３の結果を示した。

つまり両図（ｂ）　、　（Ｃ）より攪拌周期が長い（線
３）はど非金属介在物は鋳片の中心部に移り（つまりメ
ニスカスより深い位置迄非金属介在物が浸入する）介在
物の大きさも大きくなるとともにその個数も増／Ｉｎし
、電磁攪拌を行わなかったものよりもはるかに劣悪な鋳
片品質となる。一方、攪拌周期が短かい場合についての
同様な結果はｇ１図、第２図の（ｂ）及び（ｅ）の線（
２）に併記したように非金属介在物の童も大きさも大巾
に低減することが判明した。しかしながら、両図（ｂ）
５よび（Ｃ）の線（２）を比較すると回転攪拌の場合に
は並進攪拌に比べ介在物の邊も少なく大きさも小さいこ
とが判る。

即ち、第１図の場合は、ｍ、′［ｌ１４に付与する流動
が未凝固漕鋼内の凝固殻内部を洗浄するとともに両短辺
の凝固殻に衝突し、上下流に分岐した後、短辺の凝固殻
に沿って上下への流動に変わる。このとき上向き流に変
った流動は両短辺凝固殻に沿って下向して来る非金属介
在物を含有するＩＮ吐出流と衝突し、下向流を弱めると
ともに介在物同志の衝突、合体の機会を与えるとともに
また浮力を与えるために浮上分離を促進するものと説明
できる。一方、第２図の場合は、一方の短辺は上向流が
存在するものの他方の短辺ではむしろ下向きのＩＮ吐出
流を加速する条件となるためたとえ短周期で流れの方向
を切り替えたとしても効果が小さかったものと推定され
る。

更に、長周期攪拌の場合（線３）には、その流れは定常
流になり上向き流による溶鋼の不足分を補なうように浴
湯の供給が始まるため、回転攪拌のような優れた攪拌法
であっても鋳片幅方向短辺（９） 以外の部分で下向き流が生成し非金属介在物を更に深部
に至らしめ鋳片肉介在物量が増加したものと思われる。

従って、溶鋼の攪拌方法は回転攪拌法であって更に溶鋼
の流動方向が継続的に切り変わる交番攪拌法を用いその
切替え周期は電磁攪拌装置の攪注１正刀によって変るが
、溶鋼流動が生ずる限り短周期にすることが好ましい。

第３図は湯面からの距離で示す非金属介在物の捕捉立置
Ｌ　（ｍ）を鋳造速度Ｖｃ　（Ｖｍｌｎ　）の関数とし
て図示したものであって図中にはＩＮからのがス吹込み
をしなかった列を線（４）で、がス吹込みを行った列を
線＠）で示している。この図より、非金属介在物の捕捉
立置ｔ（ｍ）はＩＮからのガス吹込有無にかかわらず（
２）式の開田で表示できることが判る。

Ｌ＝ＫＶｃｎ　　　　　　・・・・・・・・・・川・・
・・（２）ここでＫとｎは欠配する条件で定まる定数で
ある。

先づＫば、第３図の線ＡとＢを比較すると非命（１０） 鳩介在物の凝固殻への捕捉泣ｉｆｆはＩＮからのガス吹
込みによって、ガス吹込みを行わなかったＡよりも浅く
なることから明らかなように、ＩＮからのガス吹込み、
及び連鋳機の型式、彎曲型連鋳機の曲率によって定まシ
その範囲はＩＮからガス吹込みの有る時は２〜３、無い
時は４〜５である。

一方、定数ｎの範囲も種々調査の結果、連鋳機種によっ
て異なるが、垂直型あるいは曲げ半径１０．５ｍの連鋳
機の場合にはその違いは大きくなく、またＩＮからのガ
ス吹込みの有無にかかわらずその範囲は０．２〜０．３
５である。しかし曲げ半径の小さい場合にはもっと小さ
い値をとるものと予測される。

第４図は、電磁攪拌装置の設置位置を種々変更して非金
属介在物の低減効果を調査した結果であって、攪拌条件
は回転及び並進攪拌法を用い５秒の交番攪拌である。図
の縦軸は非攪拌材の介在物産に対する醒磁攪拌材の介在
物者の比を示し、その直がＯに近いほど介在物の浮上分
離効果が大きいことを示すものである。第４１囚）は回
転攪拌法の同の）は並進撹拌法の例であって、■及びω
）とも非命・属介在物の集積位置よりも遠い下方で攪拌
した場合には醒磁潰拌の効果は極めて小さく、−また近
すぎる場合には、攪拌周期が短かくてもＩＮからの１仕
出流金引き込み易くなり内部に介在物を倦込むために介
在物の浮上分離効果は小さくなる。

更に、並進攪拌の場合には↑前押流動域が広いために、
介在物の浮上分離を最も効果的に発揮する攪拌立直は回
転攪拌の場合より下方になる。つまり、（２）式を満足
する位置に電磁攪拌装置を設置することは介在物浮上分
離に対し不利であるばかりか方晶化させる。ここで、介
在物浮上分離効果が最大に発揮できる纜磁攪拌位置υと
介在物捕捉位置４）の差がＣであり、この値はＩＮから
のガス吹込みの有無に無関係であって回転攪拌法の場合
０．５〜１ｍ１並進攪拌法の場合にはｌ、０〜２．０ｍ
となる。

一方、攪拌装置が移動できない場合にはＩＮのガス吹込
み虜の調整式−は鋳造速度の変更により前記（１）式を
満足する位置に非金属介在物の集積位置をコントロール
する。

次に本発明の方法によりＭキルド鋼を曲げ半径１０．５
Ｆ７１の連鋳機を使って鋳造した実施例と比較例を表−
１に示す。表−１のテスト番号１〜３、及び１０と１１
は本発明の例、他は比較例を示したものであり、表に明
らかな通り、本発明例は非金属介在物の個数及びその大
きさについて著しい改善効果があった。

以上説明した不発明は特有の作用を発揮する条件下で注
入溶鋼の電１Ｍ攪拌を行うので非金属介在物の極めて少
ない清浄度の高い浸れた携片金安定して製造することが
可能になり、生産性の向上、製造費の低減等をもたらす
工業的効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図（、）　（ｂ）　（ｃ）及び第２図（ａ）　（ｂ
）　（ｃ）は−ｇｉ攪拌法別に各々の特性を示した図、
第３図は操業条件と介在物薬種立置の関係（浸入深さ）
を示した図、第４図は！磁攪拌の設置！Ｌ位置と鋳片肉
介在物の関係を示した図、（イー攪拌の設置位置の限定
条件を説明する図）である。 特許出願人　新日本製鐵株式會社 （１５） 岸１区　　　　　　亭２図 （と２．ン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　（ごと）Ｃｂ＞　　　　　　　　　　＜
ｂ） イー１ンｒ、ｉ？か′シ・ン）５＝−町！（、−９鵞り
９（−ラ　　　　　　　　舶遣す、７＝。１で塘＠４−
１９４）Ｃ−ノ（Ｃ）　　　　　　　　　　　　　　　
　　　（Ｃ）う＊＊ｎイｒ−ｆｆｌ＃グｔｖｊ、、ｖｔ
ｔスｌ）　　　　　　　　　　　４１．’）Ｗｉ櫨ｎ大
５−ｚ（Ｂ）２８１一 本峠次Ｗ舷も９

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）連鋳機内二次冷却帯に（１）式を満足する位置に
   電磁攪拌装置を設置し、未凝固浴鋼に鋳片の対面で対向
   する攪拌流を与えながら攪拌の方向を断続的に切り替え
   る交番攪拌を行うことを特徴とする連鋳鋳片の介在物を
   減少させる浴湯攪拌方法。 Ｌ＝に−Ｖ”＋Ｃ・・・・・・・・・・・・（１）ここ
   でＬは溶鋼湯面から′ｒＩＬ磁攪拌装置までの距離（ｒ
   ｎ）、ｖＦ！、鋳造速度（ｎＶ／ｍ１ｎ）、Ｋは浸漬ノ
   ズル（以下ＩＮと略す）からのガス吹込み等操業条件に
   よって決まる定数、Ｃは攪拌方法や攪拌能力によって決
   まる定数又ｎは連鋳機のタイ！や曲げ半径によって決ま
   る定数で以下の数値をとる。 （１）
2. （２）電磁攪拌の設置は所定位置に固定し、ＩＮからの
   ガス吹込み磁や鋳造速度を調整し前記（１）式を満足せ
   しめることを特徴とする特許請求の範囲第１項Ｂ己載の
   ’ｉｔａ攪拌方法。